(очная и заочная форма обучения)
Перед выполнением работы (проекта) пишется заявление на утверждение ее темы (образец прилагается).
Содержание пояснительной записки (отчета) по курсовой работе:
1. Титульный лист (по образцу – прилагается).
2. Оглавление.
3. Постановка задачи, цель работы.
4. Выбор аппаратной платформы и средств разработки (Arduino, TinkerCad)
5. Выбор необходимых датчиков / сенсоров (температуры, влажности, расстояния и т.п.) и исполнительных механизмов (индикаторов, лампочек, моторов и др.) – с характеристиками, описанием и методикой подключения (включая подтягивающие резисторы, конденсаторы и др.).
6. Последовательность подключения входов и выходов к выбранным устройствам.
7. Рабочий прототип (скриншот) в системе TinkerCad (www.tinkercad.com).
8. Схемы разработанного устройства (макетная и принципиальная) в системе проектирования / документирования схемотехники Eagle (https://www.autodesk.com/products/eagle/overview) – TinkerCAD экспортирует проект в файл BRD или Fritzing (www.fritzing.org).
9. Скетч программы с комментариями, описаниями краткими используемых библиотек.
10. Вывод программы в Serial Monitor.
11. Выводы
12. Список литературы (Петин В.А., arduino-kit.ru и др.).
Все работы выполняются на базе МК Arduino, однако если Вы захотите (имеете возможность) выполнить работу на базе другого МК (Raspberry, PIC, NEC, TI, STM) – пожалуйста укажите это в теме.
Темы курсовых работ (проектов) по списку группы:
1. Управление вентиляцией помещения на основе сигнализации сенсора дыма.
LCD индикатор показывает непрерывно значение задымленности. При превышении заданного уровня концентрации дыма загорается красная лампочка, подается сирена, сервомотор дает сигнал на максимальный угол для открытия окон. Предельное значение задымленности задается DIP-переключателем.
2. Управление кондиционированием помещения по информации сенсора температуры.
LCD индикатор показывает непрерывно значение температуры (в градусах Цельсия). При превышении заданного уровня температуры включается шаговый двигатель для кондиционирования. Информация о температуре дополнительно отображается цветовым индикатором. Предельное значение температуры задается DIP-переключателем.
3. Светофоры для управления движением на мосту с односторонним движением.
Датчик движения обнаруживает движущийся автомобиль и если мост свободен, зажигает зеленый сигнал для него, в противоположном направлении красный. Когда к мосту приближается автомобиль и на светофоре горит красный свет, система должна переключить свет на противоположном конце с зеленого на желтый, а затем на красный. После этого она должна выждать некоторое время, чтобы позволить автомобилям, уже находящимся на мосту, завершить его пересечение. Далее, на стороне с ожидающим автомобилем должен включиться желтый мигающий свет, означающий «приготовиться к движению», и затем желтый свет должен смениться зеленым. Зеленый свет должен гореть, пока на противоположной стороне не появится автомобиль, после чего процесс должен повториться в обратном направлении. Для отладочного моделирования можно использовать нажатие кнопки (для индикации движения автомобиля).
4. Управление шлагбаумом для регулировки движения по железнодорожному переезду.
Датчик расстояния определяет движение поезда, опуская шлагбаум (сервомотор) и зажигая красный свет (мигание). После прохода поезда шлагбаум открывается, светофор меняет цвет на зеленый.
5. Тестер одноэлементных батареек.
Тестер проверяет уровень напряжения (1,5 или 3В), который задается DIP-переключателем. При нормальном уровне напряжения батарейки загорается зеленый светодиод, меньшем – красный. Уровень напряжения моделируется (регулируется) потенциометром.
6. Моделирование игры в кости.
Генерируем случайные числа от 1 до 6 и зажигаем соответствующее число светодиодов. Для имитации «броска» кубика используем кнопку. Для увеличения числа цифровых выходов Arduino используем регистр сдвига 74HC595.
7. Игра «двоичная викторина».
Программа генерирует 4-разрядное двоичное число и показывает его код светодиодами. В мониторе последовательного порта вводим десятичное значение и сообщаем пользователю (цвет, пьезоизлучатель), правильно он угадал значение или нет.
8. Отображение двоичного кода числа светодиодами
Вводим число с клавиатуры (keypad 4х4), отображаем двоичный код 4 светодиодами.
9. Реализация кодового замка
С помощью клавиатуры 4х4 вводим «*», 4-значный код для открывания двери, «#». Успешность набора кода сигнализируем цветовой и звуковой индикацией.
10. Реализация цифрового звонка в многоквартирном доме.
С помощью клавиатуры 4х4 вводим десятичный номер квартиры от 0 до 99, «#». Двоичный код отображаем 5 светодиодами. В случае неправильного ввода (число больше 100, содержит символы не цифр) выдаем звуковой сигнал.
11. Моделирование аналогового термометра.
Определяемая с помощью термодатчика температура (от 0 до 50 градусов Цельсия) преобразуется в угол поворота сервомотора (от 0 до 180 градусов), который в дальнейшем подключается к стрелке на шкале.
12. Игра на определение последовательности цветов (Форт Боярд)
Последовательно зажигаются светодиоды и замирают на несколько секунд. После того, как цвета гаснут надо с помощью кнопок (R, G, B) выставить цвета в той же последовательности. Если игрок ошибается, все светодиоды загораются красным цветом. Для увеличения кол-ва цифровых выходов использовать регистр сдвига.
13. Мультимедиа проигрыватель с регулировкой громкости (скорости проигрывания).
Введите ноты нескольких мелодий в память для проигрывания с помощью пьезо. Выбор мелодии осуществляется с цифровой клавиатуры (или DIP-переключателя). Громкость (скорость проигрывания) регулируется потенциометром, стоп-останов – кнопкой.
14. Парктроник со светодиодами и звуком
Датчик движения при сближении выдает звуковой сигнал и мигание светодиода.
15. Генератор прямоугольных импульсов.
Прямоугольные импульсы генерируются с частотой следования 500 Гц, скважность которых меняется в диапазоне 2–100. Изменение (увеличение-уменьшение) целого значения скважности задаётся потенциометром. При вращении по часовой стрелке должно происходить увеличение скважности, при вращении против часовой стрелки — ее уменьшение. Отображать импульсы на осциллографе.
16. Обнаружение преграды
Светодиод мигает с интервалом 2 секунды; если инфракрасный датчик расстояния заметил преграду, то включить звуковой сигнал немедленно, не переставая мигать светодиодом. Сигнал отключается, если преграда исчезнет. И сигнал возобновляется, если преграда появилась.
17. Определение символов на ЖК-индикаторе.
Вывести ряд смайликов на ЖК-индикаторе (образы задаем сами).
18. Сигнализация при приближении объекта
Если расстояние до объекта меньше заданной, то включить зеленый светодиод, иначе его выключить. Если дистанция больше, то включить красный светодиод, иначе его выключить. Предельное расстояние задается DIP-переключателем.
19. Управление плоскостью для удержания положения шарика на основе сенсора наклона.
При изменении угла наклона сервомотор изменяет положение плоскости для удержания шарика. Кнопка возвращает плоскость в исходное (горизонтальное) положение.
20. Использование DIP-переключателя для калибровки потенциометра.
DIP-переключатель (4-разрядный) устанавливает максимальное значение для потенциометра. Получаемое в результате калибровки значение отображается на LCD-дисплее.
21. Цифровая фильтрация сигнала
https://mypractic.ru/urok-8-cifrovaya-filtraciya-signalov-v-programmax-dlya-arduino.html
22. Измерение среднего значения аналогового сигнала
https://mypractic.ru/urok-13-analogovye-vxody-platy-arduino-chtenie-analogovyx-signalov-izmerenie-srednego-znacheniya-signala.html
Дополнительные задания по созданию реального макета устройства (при использовании реального МК, сенсоров и актуаторов):
23. Использование таймера реального времени для будильника.
В заданное время включается красная лампочка и выдается звуковой сигнал (пьезо), иначе горит зеленая. Предусмотреть кнопку сброса будильника.
24. Спортивный секундомер
https://mypractic.ru/urok-22-rabota-so-vremenem-v-arduino-proekt-sportivnogo-sekundomera.html
25. Управление двигателем постоянного тока.
Используйте внешнее питание (батарейку).
26. Имитация движения робота при защите от столкновений.
Датчик расстояния позволяет принять решение о включении шаговых двигателей (вперед – назад, или поворот – включение обоих в разных направлениях).
27. Имитация движения робота ИК-пультом.
Управление шаговыми двигателями с помощью ИК-пульта.
28. Погодная станция.
Имеет сенсоры температуры, влажности, ветра.
29. «Умная» теплица.
Имеет сенсоры температуры, влажности воздуха и почвы. Актуаторы вентиляции, нагрева, помпа для полива.